如图,绝缘光滑水平地面与竖直光滑半圆轨道在C点密接,轨道半径r=0.2m,在圆心O的下方存在如图水平向右的匀强电场,电场强度E=5.0x102N/C,一质量m=1.0kg、带电量q=+1.0

◎ 题目

如图,绝缘光滑水平地面与竖直光滑半圆轨道在C点密接,轨道半径r=0.2m,在圆心O的下方存在如图水平向右的匀强电场,电场强度E=5.0x102N/C,一质量m=1.0kg、带电量q=+1.0x10-2C小球由地面上A点静止释放,已知小球恰好能过D点且落地时的速度垂直于地面。试求:
(1)释放点AC的距离SAC是多少?
(2)小球落地时的速度大小及落地点到C点的距离S

◎ 答案

(1)
(2)

◎ 解析

(1)设水平距离为SAC,最高点的速度为Vd
小球从AD,由动能定理得

小球恰好能过最高点D,由牛顿第二定律得

联立上式得:

(2)如下图设小进入电场时的竖直分运动对应的分速度为v1,落地时的速度为v2。小球离开D点,在竖直方向上做自由落体运动,得


小球离开D点后,进入电场前,水平方向以vd向左匀速直线运动,进入E后,水平方向在电场力的作用下匀减速到零。所以有

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,绝缘光滑水平地面与竖直光滑半圆轨道在C点密接,轨道半径r=0.2m,在圆心O的下方存在如图水平向右的匀强电场,电场强度E=5.0x102N/C,一质量m=1.0kg、带电量q=+1.0…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的加速】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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